Материал: Сварка и свариваемые материалы. Свариваемость материалов

при малой их толщине оксидные пленки растрескиваются и отслаиваются от поверхности, открывая доступ кислорода к поверхности.

Молибден и вольфрам обладают стойкостью против окисления до тем­

рость окисления Сг в.З раза меньше скорости окисления Ni. По коррозион­ ной стойкости Сг близок к высоколегированным коррозионностойким ста­ лям. Он обладает большим сопротивлением воздействию окислительных сред. Хорошо противостоит Сг действию ртути; пары кальция и лития не оказы­

форной, серной, плавиковой кислот, растворов щелочей; многих жидкометал­

Цирконий устойчив в горячих концентрированных растворах и обладает исключительной стойкостью в обычной морской воде. По коррозионной стой­ кости в НС1 цирконий уступает только танталу. Плавиковая и концентри­ рованная фосфорная кислоты, а также «царская водка» растворяют цир­ коний*. Сопротивление Zr коррозии в щелочах выше, чем Та, Ti и стали 12Х18Н10Т [1].

31.1.3. Сплавы тугоплавких металлов

Из-за низкой прочности (см. табл. 31.2) чистые тугоплавкие металлы имеют ограниченное применение в качестве конструкционных материалов. Техниче­ ски чистые металлы (листы, полосы, прутки, проволоки) выпускаются по техническим условиям со строгой регламентацией химического состава.

Основным способом придания тугоплавким металлам жаростойкости и жаропрочности является * их легирование с образованием твердых раство­ ров внедрения и замещения, а также дислокационное упрочнение частицами

сплавы системы Zr—Nb (табд. 31.4). Эти сплавы наряду с высокой корро­

логических трубопроводов, оболочек ТВЭЛов и других деталей в ядерных энергетических установках на медленных нейтронах. По аналогии с титаном

калке и старении в циркониевых сплавах может выпадать ю-фаза, приво­ дящая к охрупчиванию [3].

Ванадий с большинством металлов образует широкие области твердых растворов, что позволяет получать высокопрочные и пластичные сплавы. Их подразделяют на низко- и высоколегированные. По сравнению с техниче-

• Сплавы США.

ским ванадием его сплавы значительно медленнее окисляются, так как обра­ зующиеся на легированном металле оксидные пленки обладают хорошими защитными свойствами. Сплавы системы V—Nb обладают повышенной кор­ розионной стойкостью и применяются в ядерной технике, химическом ма шиностроении и судостроении [2]. В СССР промышленно освоены сплавы системы V—Zr—С с дисперсионным упрочнением и сложнолегированные сплавы системы V—Zr—С—Y (ТУ 48-1303-093—74). Легирование ванадия цирко­ нием и углеродом благоприятно сказывается на его жаропрочности; воз­ растает сопротивление деформированию и длительному разрушению на базе

ется пределами: 0 2 0,015; N2 0,02; Н2 0,0001 % (по массе).

Легирующими добавками в Nb служат W, Mo, Zr, Ti и другие ме­ таллы. Наиболее эффективно упрочняется ниобий при высоких температурах цирконием. Молибден и вольфрам сообщают сплавам ниобия наилучшие жаропрочные свойства, но существенно снижают пластические свойства сплавов. Высокопрочные сплавы ниобия плохо обрабатываются и свариваются Поэтому в сварных конструкциях наибольшее распространение получили низко- и среднелегированные сплавы, обладающие удовлетворительной сва­

струкционных материалов ниобиевые сплавы перспективны в атомной энер­ гетике и химическом машиностроении, особенно для оборудования, предназ­ наченного для работ в агрессивных средах и жидкометаллических теплоно­ сителях [1].

Жаропрочность тантала повышается при легировании его другими туго­ плавкими металлами, с большинством из которых он образует твердые растворы замещения. Вольфрам, молибден и гафний наиболее эффективно повышают температуру рекристаллизации тантала. При 1650 °С наибольшей прочностью обладают сплавы системы Та—W—Ш, а при 1930 °С — сплав Та—W (табл. 31.7). Введение в тантал более 13 % легирующих элементов приводит к ухудшению свариваемости. Введение в сплавы гафния способ­ ствует повышению сопротивления окислению. Однако для длительной ра­ боты при высоких температурах на воздухе сплавы тантала нуждаются в защитных покрытиях. В связи с высокой коррозионной стойкостью танталовые сплавы используют в химическом машиностроении для изготовления

к примесям; Zr, Hf, V и La очищают матрицу хрома от азота, образуя нитриды. Nb, Та, Ti и Zr хорошо связывают углерод, a Ti, Zr, V, Cl и La

бавки вводят в количествах, не превышающих их растворимость в твердом хроме. Добавки РЗМ измельчают структуру, повышают коррозионную стой­ кость и температуру рекристаллизации.

Конструкционные сплавы хрома разделяют на мало- и высоколегирован­ ные (табл. 31.8). Высоколегированные сплавы в основном малопластичны и плохо свариваются.

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ ХРОМОВЫХ СПЛАВОВ В ОТОЖЖЕННОМ СОСТОЯНИИ ПРИ КРАТКОВРЕМЕННЫХ И ДЛИТЕЛЬНЫ Х ИСПЫТАНИЯХ [2]

установок, газотурбинных двигателей, нагревательных печей и другие кон­ струкции, работающие в агрессивных средах.

Молибден легируют для повышения жаропрочности и снижения его хладноломкости. Образование твердых растворов замещения ограничено по­ вышением Тх при легировании. Поэтому большинство легирующих элемен­ тов вводят в молибден в малых количествах. Исключение составляют W и Re; первый увеличивает длительную прочность сплавов, так как повышает линии ликвидуса и солидуса, а рений уменьшает чувствительность к приме­ сям внедрения и хладноломкости.

Большая группа промышленных сплавов принадлежит к малолегиро­

сплавы плохо свариваются методами сварки плавлением. Потенциально же

нее время отечественной промышленностью освоен выпуск новых сваривае­ мых сплавов ТСМ7 ц ТСМ7С.

Высокие жаропрочность и коррозионная стойкость во многих агрессив­ ных средах обусловливают применение сплавов молибдена в авиастроении, ракетостроении, космической технике, ядерной энергетике, химическом ма­ шиностроении, металлургии и электронике. Из них изготавливают кристалли­ заторы, нагреватели, тигли, тепловые трубы, сварные муфели газостатов, электровакуумное и другое оборудование [5]. При использовании молибде­

таты дает покрытие на основе MoSi2, которое обеспечивает работоспособ­ ность изделий на воздухе при 1200°С в течение 2500 ч [5),